CN106019687B - 一种显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种显示面板和显示装置。所述显示面板包括：具有多个像素区域的阵列基板，每个所述像素区域包括透光区域和邻近所述透光区域的遮光区域；与所述阵列基板相对设置的对置基板；设置在所述阵列基板的远离所述对置基板一侧的第一光学元件，其被配置为将对应于所述遮光区域的光发散至所述透光区域；以及设置在所述阵列基板与所述对置基板之间的第二光学元件，其被配置为调节发散至所述透光区域的光的出射方向。本发明实施例提供的显示面板和显示装置能够充分利用显示面板的遮光区域的光，提高透光率。

Description

一种显示面板和显示装置

技术领域

本发明的实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是目前应用较广泛的显示设备之一。TFT-LCD的构造是在两片平行的玻璃基板之间放置液晶盒，下玻璃基板(也称阵列基板)上设置TFT(薄膜晶体管)和像素电极，上玻璃基板(也叫对置基板)上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的偏转方向，从而控制对应于每个像素点的偏振光的出射，以达到显示目的。

显示器的透光率是影响显示品质的一个重要因素，透光率越高，显示效果越好。通常情况下，为了使更多的光能够透射到液晶层中以用于显示，阵列基板及阵列基板上的像素电极都设置为透明的。但是，为了保证TFT-LCD能够正常工作，在阵列基板的一些区域上不可避免地需要设置一些薄膜晶体管(TFT)以及用于连接各个部件(如连接像素电极)的大量的金属线，这些薄膜晶体管和金属线所在的区域并不透光。当背光单元发出的光射到这些区域时，容易被反射或者吸收，而不能被显示装置利用，因此极大地降低了显示装置的透光率。

发明内容

本发明实施例提供了一种显示面板及显示装置，能够充分利用显示面板的遮光区域的光，提高透光率。

根据本发明的一个实施例，提供一种显示面板，包括：

具有多个像素区域的阵列基板，每个所述像素区域包括透光区域和邻近所述透光区域的遮光区域；

与所述阵列基板相对设置的对置基板；

设置在所述阵列基板的远离所述对置基板一侧的第一光学元件，其被配置为将对应于所述遮光区域的光发散至所述透光区域；以及

设置在所述阵列基板与所述对置基板之间的第二光学元件，其被配置为调节发散至所述透光区域的光的出射方向。

在一个示例中，所述第一光学元件包括多个光发散元件，所述光发散元件与所述遮光区域一一对应。

在一个示例中，所述光发散单元为凹透镜，所述凹透镜的凹面面向所述阵列基板。

在一个示例中，所述凹透镜通过在透明基板上蚀刻凹槽而形成。

在一个示例中，所述显示面板还包括设置在所述阵列基板和所述对置基板之间的液晶盒，所述第二光学元件包括形成在所述液晶盒的至少一个表面的多个微棱镜结构，所述微棱镜结构在所述阵列基板上的投影至少位于所述透光区域的与所述遮光区域相邻的部分上。

在一个示例中，所述微棱镜结构形成在所述液晶盒的面向所述阵列基板的表面的内侧；或形成在所述液晶盒的面向所述阵列基板的表面的外侧。

在一个示例中，所述第二光学元件包括液晶棱镜盒，其中，所述液晶棱镜盒包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的液晶层，所述第一电极和所述第二电极被配置为控制所述液晶层中的液晶分子的偏转，以形成多个液晶棱镜单元，所述液晶棱镜单元在所述阵列基板上的投影至少位于所述透光区域的与所述遮光区域相邻的部分上。

在一个示例中，所述第一电极为面电极，所述第二电极为条状电极。

在一个示例中，所述显示面板还包括设置在所述液晶棱镜盒和所述对置基板之间的液晶盒。

在一个示例中，所述显示面板还包括设置在所述阵列基板和所述对置基板之间的液晶盒，所述液晶盒包括液晶显示单元和液晶棱镜单元，其中所述液晶棱镜单元在所述阵列基板上的投影至少位于所述透光区域的与所述遮光区域相邻的部分上，用作所述第二发光元件。

在一个示例中，所述显示面板还包括设置在所述阵列基板和所述对置基板之间的液晶盒，所述第二光学元件包括设置在所述液晶盒的靠近所述对置基板的一侧的补偿膜。

在一个示例中，所述阵列基板上设置有薄膜晶体管和金属线，所述遮光区域为与所述薄膜晶体管和所述金属线相对应的区域。

在一个示例中，发散至所述透光区域的光的出射方向被调节为垂直于所述对置基板。

在一个示例中，所述第二光学元件使从所述透光区域出射的光朝向所述遮光区域偏移。

在一个示例中，所述对置基板的面向所述阵列基板的一侧设置有黑矩阵，所述黑矩阵的位置与所述遮光区域的位置相对应，所述第二光学元件被配置为使发散至所述黑矩阵的光绕过所述黑矩阵以从所述透光区域射出。

根据本发明的另一个实施例，还提供一种显示装置，包括根据本文描述的实施例提供的任一种所述的显示面板以及与所述显示面板相对设置的背光模组。

在本发明的实施例中，第一光学元件能够将对应于遮光区域的光发散至透光区域，并且第二光学元件能够调节由第一光学元件发散的光的出射方向，使其绕过遮光区域而射向位于阵列基板与对置基板之间的液晶层，以用于图像显示。因此，根据本发明的实施例提供的显示面板，能够充分利用将射向遮光区域的光，并提高显示面板的透光率。

适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本公开的各个方面可以单独或者与一个或多个其他方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图用于仅对所选择的实施例的说明的目的，并不是所有可能的实施方式，并且不旨在限制本申请的范围，其中：

图1示例性示出了本发明的一个实施例提供的显示面板的截面示意图；

图2示例性地示出第一光学元件和第二光学元件调节射向遮光区域的光的光路的示意图；

图3示例性示出了液晶盒的表面设置有微棱镜结构的示意图；

图4示例性示出本发明的另一实施例提供的显示面板的截面示意图；

图5示例性示出液晶棱镜盒的结构示意图；

图6示例性示出本发明的又一实施例提供的显示面板的截面示意图；

图7示例性示出本发明的再一实施例提供的显示面板的截面示意图；

图8示例性示出在非透明显示装置中第一光学元件和第二光学元件调节射向遮光区域的光的光路的示意图；

贯穿这些附图的各个视图，相应的参考编号指示相应的部件或特征。

具体实施方式

现将参照附图更全面地描述示例性的实施例。

在本文描述的实施例中，提供一种显示面板，包括阵列基板、对置基板、第一光学元件以及第二光学元件，其中，阵列基板上具有多个像素区域，每个像素区域包括透光区域和邻近该透光区域的遮光区域；对置基板与阵列基板相对设置；第一光学元件设置在阵列基板的远离对置基板一侧，其被配置为将对应于遮光区域的光发散至透光区域；第二光学元件设置在所述阵列基板与所述对置基板之间，其被配置为调节所述发散至透光区域的光的出射方向。

在本发明的实施例中，“透光区域”是指阵列基板上光能够透过的区域，例如阵列基板上的像素电极所在的区域，“遮光区域”是指阵列基板上的不透光的区域，例如阵列基板上的TFT和金属线所在的区域。根据一个实施例，金属线包括数据线和栅极线。“邻近该透光区域的遮光区域”可以被理解为遮光区域可以紧挨着透光区域、或可以与透光区域就一定的间隔、或可以围绕透光区域。

在本发明的实施例中，第一光学元件能够将对应于遮光区域的光发散至透光区域，并且第二光学元件能够调节由第一光学元件发散的光的出射方向，使其绕过遮光区域而射向位于阵列基板与对置基板之间的液晶层，以用于图像显示。因此，根据本发明的实施例提供的显示面板，能够充分利用将射向遮光区域的光，从而可以提高显示面板的透光率。

图1示例性示出了本发明的第一实施例提供的显示面板的截面示意图。如图1所示，该显示面板包括：阵列基板101、对置基板102、第一光学元件103、第二光学元件104以及液晶盒105。具体地，阵列基板101包括多个像素区域，每个像素区域包括透光区域106和邻近该透光区域106的遮光区域107；对置基板102与阵列基板101相对设置；第一光学元件103设置在阵列基板101的远离对置基板102的一侧，用于将对应于遮光区域107的光(射向遮光区域的光)发散至透光区域106；第二光学元件104和液晶盒105设置在阵列基板101与对置基板102之间，第二光学元件104用于调节由第一光学元件103发散至透光区域106的光的出射方向，液晶盒105用于控制对应于每个像素的光的偏振状态，以实现图像的显示。

可以理解，阵列基板101和对置基板102可以由透明材料制成，例如透明玻璃。阵列基板101上可以设置有多个呈阵列分布的像素电极、多个呈阵列分布的薄膜晶体管以及用于连接像素电极和薄膜晶体管的金属线。在该实施例中，透光区域106可以与像素电极所在的区域相对应，遮光区域107可以与薄膜晶体管和金属线所在的区域相对应。

图2示例性地示出第一光学元件103和第二光学元件104调节射向遮光区域的光的光路的示意图。如图2所示，射向遮光区域107的入射光(例如，准直光)通过第一光学元件103扩散后，射向透光区域106。该射向透光区域106的光通过透光区域106并入射到位于阵列基板101上方的第二光学元件104。在图2所示的实施例中，该第二光学元件104调节入射到其中的光的方向，使得出射光的方向与射向遮光区域107的入射光的方向相同，以便出射光以基本垂直于对置基板102的表面的方向射出。通过这种配置，能够使射向遮光区域的光避开遮光区域而从透光区域射出，因此可以提高光的利用率以及显示面板的透光率。

由于入射光(如准直光)通过第一光学元件103发散后，倾斜射入透光区域106，因此这部分光从透光区域106出射的出射角较大。如果不调节光的出射方向，这部分光很难入射到位于屏幕前方的观看者的眼睛。也就是说，即使这部分光能够透过透光区域出射，但是依然不能被显示面板所利用，造成光浪费。为了充分利用对应于遮光区域的这部分光，在本发明的实施例中，通过第二光学元件104来调节经发散后的光的出射方向，以便减小出射光的出射角，优选地，如图2所示，可以将出射光的出射角减小为近似等于零度，即以基本垂直于对置基板的表面的方向出射。

在一个可替代的实施例中，第二光学元件104还可以使从透光区域106出射的光朝向遮光区域107偏移，以便光从遮光区域的上方射出。可以理解，射向遮光区域107的光被扩散到透光区域106后，如果直接从透光区域106或者透光区域106的边缘射出，那么将增加透光区域或其边缘区域的亮度，而遮光区域没有光射出，亮度较低，因此导致显示面板的亮度不均匀。在进一步可选的实施例中，第二光学元件104可以将经过第一光学元件103发散到透光区域的光的朝向每个遮光区域107的中心的方向移动，以便将发散的光重新引导到遮光区域107的上方，并从遮光区域107的上方射出。如图2所示，光线被引导到遮光区域107的上方，使得遮光区域107也有光射出，因此可以改善显示面板的亮度的均匀度。同时也可以避免由于遮光区域107的光从透光区域106射出而造成的对透光区域106的串扰。

继续参考图2，第一光学元件103可以包括多个光发散元件201，每个光发散元件201的位置与遮光区域107的位置相对应。在该实施例中，光发散元件201可以为凹透镜，该凹透镜的凹面面向阵列基板。如图2所示，在每个遮光区域的下方都设置有凹透镜，该凹透镜能够将入射到其内的光发散到位于遮光区域107两侧的透光区域106。在一个实施例中，可以通过在透明基板(例如，透明玻璃基板或透明聚合物基板)上刻蚀多个凹槽来形成多个凹透镜，凹槽的位置与遮光区域的位置相对应。

应当指出，光发散元件的结构不限于凹透镜结构，其可以为任何能够将光从遮光区域107扩散到透光区域106的光学元件或者光学元件的组合。

在该实施例中，第二光学元件104可以包括形成在液晶盒105的表面的多个微棱镜结构。图3示例性示出了液晶盒105的表面设置有微棱镜结构301的示意图。如图3所示，在液晶盒105的面向阵列基板101的表面的内侧设置有多个微棱镜结构301，用于通过对光的折射和反射作用来调节由第一光学元件发散的光的出射方向。为了使经过第一光学元件103发散的光能够射入微棱镜结构中，微棱镜结构在阵列基板101上的投影至少位于透光区域106的与遮光区域107相邻的部分。在一个示例中，如图3所示，可以将每个微棱镜结构设置在遮光区域106与透光区域107的交界处的上方，并且至少覆盖遮光区域的一部分和透光区域的一部分上。在另一个示例中，可以将每个微棱镜结构设置在遮光区域的上方并延伸到与其相邻的透光区域。

可以理解，在本发明的实施例中，微棱镜结构还可以设置在液晶盒的面向阵列基板的表面的外侧。微棱镜结构的形状可以为梯形棱镜、三角棱镜以及任何其他可以实现本发明目的的棱镜形状。

图4示例性示出本发明的另一实施例提供的显示面板的截面示意图。如图4所示，在本实施例中，第二光学元件可以为包括多个液晶棱镜单元的液晶棱镜盒401，该液晶棱镜盒设置在液晶盒105与阵列基板101之间。图5示例性示出液晶棱镜盒401的结构示意图。如图5所示，液晶棱镜盒401包括第一电极501、第二电极502以及设置在第一电极501和第二电极502之间的液晶层503，该第一电极501和第二电极502用于控制液晶层503中液晶分子的偏转，以形成具有棱镜效果的多个液晶棱镜单元。液晶棱镜单元相当于第一实施例中的微棱镜结构，可以通过对光的折射和/或反射来调节光的出射方向。类似地，为了使经过第一光学元件103发散的光能够射入液晶棱镜单元中，液晶棱镜单元在阵列基板101上的投影至少位于透光区域106的与遮光区域107相邻的部分。在该实施例中，通过液晶棱镜单元对光的折射和反射作用，可以调解射向其中的光的出射方向，以使射向遮光区域的光能够避开遮光区域并从对置基板射出。

在一个示例中，第一电极501可以为面电极，第二电极502可以为条状电极，以便于通过对第二电极的电压的控制来控制液晶分子的偏转，从而形成所需的液晶棱镜盒。

图6示例性示出本发明的又一实施例提供的显示面板的截面示意图。在本实施例中，可以不设置专门的液晶棱镜盒，可以通过对液晶盒的复用来实现对由第一光学元件103发散至透光区域106的光的出射方向的调节。具体地，液晶盒105可以包括液晶显示单元601和液晶棱镜单元602，其中液晶显示单元601用于控制对应于每个像素的光的偏振状态，以实现图像的显示；液晶棱镜单元602用作第二发光元件，以便通过对光的折射和反射作用来调节光的出射方向。在具体实现时，可以通过对位于液晶层两侧的电极的电压的适当设定，来形成液晶显示单元和液晶棱镜单元。具体地，液晶棱镜单元在阵列基板上的投影至少位于透光区域的与遮光区域相邻的部分上。

图7示例性示出本发明的再一实施例提供的显示面板的截面示意图。在本实施例中，第二光学元件包括设置在液晶盒的靠近对置基板的一侧的补偿膜701。如图7所示，补偿膜701帖覆在液晶盒的靠近对置基板的表面，该补偿膜701可以调节由第一光学元件发散至透光区域的光的出射方向，以减小从对置基板出射的光的出射角。优选地，补通过补偿膜的调教，出射光以基本上垂直于对置基板的表面的方向射出。在进一步的实施例中，通过补偿膜对光的调节，还可以使出射光向遮光区域偏移，以便光从遮光区域的上方射出。

需要说明的是，以上实施例提供的显示面板可以用于透明显示装置中，在透明显示装置中，阵列基板上的薄膜晶体管和金属线所在的遮光区域是影响透明显示装置的透光率的主要因素之一，通过本发明实施例提供的显示面板可以提高透明显示装置的透光率，并能够提高光的利用率。

可以理解，以上实施例提供的显示面板也可以用于传统的非透明显示装置中。图8示例性示出在非透明显示装置中第一光学元件103和第二光学元件104调节射向遮光区域107的光的光路的示意图。如图8所示，在非透明显示装置中，对置基板102的面向阵列基板101的一侧设置有彩色滤光片801和黑矩阵802。已知的是，黑矩阵802所在的位置也是不透光区域，在实际操作中，位于对置基板102上的黑矩阵的位置与位于阵列基板101上的不透光区域相对应。因此在该实施例中，第一光学元件103被配置为将对应于遮光区域的光发散至透光区域，第二光学元件104被配置为使发散至黑矩阵802的光绕过所述黑矩阵以从透光区域的上方射出。

本发明的实施例还提供一种显示装置，包括前述任一实施例提供的显示面板以及与显示面板相对设置的背光模组。根据本发明实施例提供的显示装置，第一光学元件能够将对应于遮光区域的光发散至透光区域，并且第二光学元件能够调节由第一光学元件发散的光的出射方向，使其绕过遮光区域而射向位于阵列基板与对置基板之间的液晶层，以用于图像显示。因此，本发明的实施例提供的显示装置，能够充分利用将射向遮光区域的光，从而可以提高显示面板的透光率。

需要说明的是，在本文描述的关于显示面板和显示装置的实施例中，仅详细说明了与被发明的构思密切相关的组成要素，并没有穷举显示面板和显示装置的所有组成要素，而是省略了一些本领域公知的要素，例如偏振片。应当理解，省略的这些要素在需要时也可以包含在本发明实施例提供的显示面板和显示装置中。

本领域技术人员可以理解，根据显示面板和显示装置的显示需要，没有列举出。例如，本领域技术人员可以理解

出于下文表面描述的目的，如其在附图中被标定方向那样，术语“上”、“下”、“左”、“右”“垂直”、“水平”、“顶”、“底”及其派生词指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“上覆”、“在……顶上”、“定位在……上”或者“定位在……顶上”意味着诸如第一结构的第一要素存在于诸如第二结构的第二要素上，其中，在第一要素和第二要素之间可存在诸如界面结构的中间要素。术语“直接接触”意味着连接诸如第一结构的第一要素和诸如第二结构的第二要素，而在两个要素的界面处没有任何中间导电、绝缘或者半导体层。

除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语“实例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“实例”仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。

以上为了说明和描述的目的提供了实施例的前述描述。其并不旨在是穷举的或者限制本申请。特定实施例的各个元件或特征通常不限于特定的实施例，但是，在合适的情况下，这些元件和特征是可互换的并且可用在所选择的实施例中，即使没有具体示出或描述。同样也可以以许多方式来改变。这种改变不能被认为脱离了本申请，并且所有这些修改都包含在本申请的范围内。

Claims (16)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

具有多个像素区域的阵列基板，每个所述像素区域包括透光区域和邻近所述透光区域的遮光区域；

与所述阵列基板相对设置的对置基板；

设置在所述阵列基板的远离所述对置基板一侧的第一光学元件，其被配置为将对应于所述遮光区域的光发散至所述透光区域；以及

设置在所述阵列基板与所述对置基板之间的第二光学元件，其被配置为调节发散至所述透光区域的光的出射方向。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一光学元件包括多个光发散元件，所述光发散元件与所述遮光区域一一对应。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述光发散元件为凹透镜，所述凹透镜的凹面面向所述阵列基板。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述凹透镜通过在透明基板上蚀刻凹槽而形成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括设置在所述阵列基板和所述对置基板之间的液晶盒，所述第二光学元件包括形成在所述液晶盒的至少一个表面的多个微棱镜结构，所述微棱镜结构在所述阵列基板上的投影至少位于所述透光区域的与所述遮光区域相邻的部分上。

6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述微棱镜结构形成在所述液晶盒的面向所述阵列基板的表面的内侧；或形成在所述液晶盒的面向所述阵列基板的表面的外侧。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的显示面板，其特征在于，

所述第二光学元件包括液晶棱镜盒，其中，所述液晶棱镜盒包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的液晶层，所述第一电极和所述第二电极被配置为控制所述液晶层中的液晶分子的偏转，以形成多个液晶棱镜单元，所述液晶棱镜单元在所述阵列基板上的投影至少位于所述透光区域的与所述遮光区域相邻的部分上。

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述第一电极为面电极，所述第二电极为条状电极。

9.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括设置在所述液晶棱镜盒和所述对置基板之间的液晶盒。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括设置在所述阵列基板和所述对置基板之间的液晶盒，所述液晶盒包括液晶显示单元和液晶棱镜单元，其中所述液晶棱镜单元在所述阵列基板上的投影至少位于所述透光区域的与所述遮光区域相邻的部分上，用作所述第二光学元件。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括设置在所述阵列基板和所述对置基板之间的液晶盒，所述第二光学元件包括设置在所述液晶盒的靠近所述对置基板的一侧的补偿膜。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板上设置有薄膜晶体管和金属线，所述遮光区域为与所述薄膜晶体管和所述金属线相对应的区域。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的显示面板，其特征在于，发散至所述透光区域的光的出射方向被调节为垂直于所述对置基板。

14.根据权利要求13所述的显示面板，其特征在于，所述第二光学元件使从所述透光区域出射的光朝向所述遮光区域偏移。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述对置基板的面向所述阵列基板的一侧设置有黑矩阵，所述黑矩阵的位置与所述遮光区域的位置相对应，所述第二光学元件被配置为使发散至所述黑矩阵的光绕过所述黑矩阵以从所述透光区域射出。

16.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1至15中任一项所述的显示面板以及与所述显示面板相对设置的背光模组。